HULLADÉKLERAKÓK ÉS KÖRNYEZETÜK ÁLLAPOTFEL-

HULLADÉKLERAKÓK ÉS KÖRNYEZETÜK ÁLLAPOTFEL- MÉRÉSE GEOFIZIKAI MÓDSZEREINEK FEJLESZTÉSE OTKA szám: T 42686 Témavezető: Prof. Dr. Gyulai Ákos ME Geofizikai Tanszék Miskolc 27. augusztus

BEVEZETÉS A kutatás munkaterve alapvetően két célkitűzést tartalmazott: 1. Geofizikai módszerfejlesztést beleértve a kiértékelési módszereket a hulladéklerakók állapotfelméréséhez. 2. Geoelektromos módszerfejlesztést a hulladéklerakók természetes és mesterséges aljzatszigetelésének vizsgálatára, a szigetelési hibák geofizikai módszerekkel (roncsolásmentesen) történő kimutatásához. Az 1. pontbeli célkitűzésnek több tanszéki előzménye is volt az egyenáramú, az elektromágneses és a szeizmikus módszerfejlesztések vonatkozásában. Különösen is ki kell emelni a geofizikai adatok inverziós kiértékelésének módszereit, beleértve ebbe a joint inverziót, amelynek különösen nagy szerepe van a geológiai, hidrogeológiai, geotechnikai, környezetvédelmi szerkezetek minél részletesebb és pontosabb meghatározásában. Az inverziós kutatások eredményei azt mutatták, hogy a pontbeli adatok (egy állomáshoz tartozó VESZ adatok) kiértékeléshez képest jelentős továbblépést jelent az adatok szelvény menti kiértékelése, amely önmagában véve valamilyen együttes inverziót jelenthet. Jó példa erre az ún. 1,5D geoelektromos inverziós módszer. Az 1.5D módszer hazai publikálás (1997) után került külföldi publikálásra is, amelyek közül a Gyulai Á., Ormos T.: A new procedure for the interpretation of VES data: 1.5-D simultaneous inversion method. Journal of Applied Geophysics 41 (1999), 17., az utóbbi két évben az alábbi jelentős hivatkozásokat kapta: 1. Brodie R, Sambridge M A holistic approach to inversion of frequency-domain airborne EM data GEOPHYSICS 71 (6): G31-G312 NOV-DEC 26 2. Auken E, Pellerin L, Christensen NB, et al. A survey of current trends in near-surface electrical and electromagnetic methods GEOPHYSICS 71 (5): G249-G26 SEP-OCT 26 3. Nicollin F, Gibert D, Beauducel F, et al. Electrical tomography of La Soufriere of Guadeloupe Volcano: Field experiments, 1D inversion and qualitative interpretation EARTH AND PLANETARY SCIENCE LETTERS 244 (3-4): 79-724 APR 3 26 4. Tolboll RJ, Christensen NB Robust 1D inversion and analysis of helicopter electromagnetic (HEM) data GEOPHYSICS 71 (2): G53-G62 MAR-APR 26 5. de Nardis R, Cardarelli E, Dobroka M Quasi-2D hybrid joint inversion of seismic and geoelectric data GEOPHYSICAL PROSPECTING 53 (5): 75-716 SEP 25 6. Auken E, Christiansen AV, Jacobsen BH, et al.

Piecewise 1D laterally constrained inversion of resistivity data GEOPHYSICAL PROSPECTING 53 (4): 4976 JUL 25 7. Pellerin L, Wannamaker PE Multi-dimensional electromagnetic modeling and inversion with application to near-surface earth investigations COMPUTERS AND ELECTRONICS IN AGRICULTURE 46 (1-3): 712 MAR 25 8. F., Nicollin, D., Gibert, F., Beauducel, G., Boudon, and J.C Komorowski: Bayesian inversion of 1-D local models of electrical resistivity EARTH AND PLANETARY SCIENCE LETTERS, Vol. 244, 79-724,26 A függvényinverziós módszerek, amelyeket az egyenáramú mérések mellett a váltóáramú mérésekre, a fúrólyukszelvényezési módszerekre, a gerjesztett polarizációs mérésekre, a szeizmikus refrakciós kiértékelésekre is alkalmaznak többféle megnevezést is kapott, úgymint 1.5D inverzió, általánosított sorfejtési inverzió, szelvény menti geofizikai mérések inverziója, kényszerített inverzió. Bárhogyan is nevezzük ezt az inverziós családot, ezek a módszerek olyan együttes inverzióként foghatók fel, amelyekben az ismeretlenek számát az együtthatók száma határozza meg. A szerkezet típusától függően célszerű a függvénytípust meghatározni. A függvényinverzióban még bonyolult szerkezetek esetén is lecsökken az ismeretlenek száma, amely következtében megnő a kiértékelés pontossága. Ez jelenti a módszer igazi előnyét. Ettől várjuk annak széles körű nemzetközi elterjedését. 1. Ebben az OTKA témában hulladéklerakók vizsgálatához kapcsoltuk a függvényinverziós módszerfejlesztéseket. Az új inverziós eljárások bevezetésével a meglévő és környezetvédelmi szempontoknak nagyrészt nem megfelelő hulladéklerakók állapotának felméréséhez, a környezetvédelmi veszélyforrások feltárásához és megszüntetéséhez, a terület rekultiválásához az eddigieknél sokkal jelentősebb szerepet kaphatnak a geofizikai módszerek. Ezek jelentős környezetvédelmi, gazdasági hasznot hozhatnak. a) Hulladéklerakókon és környezetükben geoelektromos, elektromágneses, mágneses és szeizmikus paraméterek vizsgálata illetve meghatározása terepi geofizikai mérésekkel. - Miskolc közelében egy lefedett kommunális hulladéklerakó helyezkedik el, amely többféle geofizikai módszer kipróbálására is alkalmas volt. Alkalmaztuk a klasszikus VESZ módszerét, a multielektródás elektromos méréseket, a VLF módszert, a gerjesztett polarizációs módszert, a földmágneses módszert (térerősség és gradiens méréseket), a szeizmikus refrakciós módszert. Megállapítottuk, hogy kommunális hulladéklerakó esetében a hulladék és környezete, valamint az inhomogén hulladék paraméterei jelentősen eltérnek egymástól, amely alkalmassá teszi ezen módszereket a kapcsolatos kutatások elvégzésére. A későbbiekben bemutatjuk egy 2D inverzióval kapott geoelektromos keresztszelvényét a hulladéklerakónak. - A kutatás témavezetőjének irányításával öt olyan diplomaterv készült ebben az időszakban, amely különféle típusú hulladéklerakóknál vizsgálta a geofizikai alkalmazási lehetőségeket. A hozzáférhetőség érdekében megadjuk ezen szerzők neveit: Szónoczky János, Krajcs Balázs, Mátyás Gábor, Juhász Zsolt és Tóth Andrea. Kommunális hulladéklerakók mellett ipari hulladéklerakó, hígtrágyával öntözött agrárterület, pernye zagytározó és radioaktív hulladéklerakó volt a geofizikai kutatások tárgya. Ezen mun-

kák alapján összefoglalóan megállapítható, hogy a fajlagos ellenállás, a gerjeszthetőség, a hullámterjedési sebesség, a mérnökgeofizikai szondázás sok paramétere, mintavizsgálatok, a mágneses szuszceptibilitás és a radioaktív sugárzással kapcsolatos paraméterekhez kapcsolható geofizikai módszerek (mérések és kiértékelés) látszanak a leginkább alkalmasnak hulladéklerakók kutatására. A munkatervben foglaltak teljesítéséről 2 publikációban számolunk be, továbbá ezekhez kapcsolódóan két PhD értékezés készítése van folyamatban. A teljesítés lényegét úgy foglalhatjuk össze, hogy elvégeztük mindazon vizsgálatokat, amelyeket az 1.5D inverzió fejlesztésénél terveztünk, ezek közül is kiemeljük az 1D előremodellezéssel, mint közelítő eljárással kapcsolatos vizsgálatokat, ill. fejlesztéseket, az inverzióban szereplő együtthatók számának meghatározási módszerét, az 1.5D geoelektromos és a 2D szeizmikus refrakciós együttes inverziós vizsgálatokat, a 2D és 2.5D kombinált geoelektromos függvény inverziós módszer kifejlesztését, az ezekhez kapcsolódó teszteléseket szintetikus és terepi példákon, az együtthatók száma meghatározásának általánosan alkalmazható módszerét, beleértve a zajvizsgálatokat és több mérési elrendezés adatainak, ill. különböző mérési irányban mért geoelektromos adatok együttes inverziós módszerének kidolgozását és részeni tesztelését. Ebben a kutatási fázisban a területi inverzió egy speciális ún. szelvényszakaszok összegzési módszerével is foglalkoztunk (Gyulai, Ormos, Dobróka 27). A területi inverziós módszer (3D) kifejlesztését egy későbbi kutatásunkban tervezzük, mivel az egy általános megoldást kínál többféle területi geofizikai adat együttes inverziójával bonyolult geológiai szerkezetek részletes kutatására. 1.Az inverziós módszerfejlesztések eredményeinek szemléltetésére a jelentésben 1 ábrát mutatunk be. Az 1. és 2. ábra az 1.5D függvényinverzióra vonatkozik, az 1D előremodellezés közelítés hibájának vizsgálatát mutatja olyan 2D modellsorozaton, amelynél a modell szélességének növelésével a 2D geoelektromos modell egyre inkább 1D modellhez közelít. Az ábrán látható, hogy a modell szélességének (szelvénytávolságnak) a növelésével az inverzióban csökken az adattávolság, amely kezdetben a modell 2D jellegéből és az adatokat terhelő 2 %-os hibából adódik. A szelvénytávolság (modell) növelésével az 1D-hoz való közelítéssel az inverzióban jelentkező adattávolság egyre jobban megközelíti a szintetikus adatokat terhelő hibát. A 2. ábra szerint létezik olyan modell, amely tipikusan 2D-modellnek tekinthető, majd átmeneti zóna után jutunk el az 1D modelltípushoz. Az első modelltípus 2D inverziót igényel és ugyanez vonatkozik az átmeneti zóna első szakaszára, azonban az átmeneti zóna második szakaszától már jó eredményt ad az 1.D inverzió. A 3. ábrán 2D modell kombinált inverziójának eredményét mutatjuk be. Az iteráció első szakaszában 1.5D inverzió alkalmazunk, majd ennek eredményéből, mint start modellből továbbfolytatjuk az inverziót 2D véges differenciás előremodellezést alkalmazva. Az 55-ik iteráció eredménye azt mutatja, hogy 2D előremodellezéssel az eredménymodell pontosan visszaadja a célmodellt, ill. a kombinált inverzió második szakaszában a 7. iterációs lépésnél már igen jónak mondható az inverzió eredménye. A 4.a. és 4.b. ábrákon a kombinált függvényinverzió eredményei láthatók a modell második rétegének vastagságára vonatkozó együttható szám növelésével. Az együtthatók számának növelésével látszólag javítani lehet a modell részleteinek meghatározását, azonban egy bizonyos együttható szám felett már az adathibából adódó modellhibák növekednek meg. Az együtthatók optimális számának meghatározása sokáig a módszer legkritikusabb problémájának látszott, hiszen ennek megoldása biztosan modellfüggő és adathiba függő. A 4.-7. ábrák eredményei azt mutatják, hogy van egy olyan együttható szám (nevezzük ezt optimális együttható számnak), amely felett már nem érdemes növelni annak értékét, annak ellenére, hogy részletesebb modellbecslést

adhatnak viszont nagyobb hibával. A mérési adatokban nincs annyi információ, amely ezt lehetővé tenné. Az inverziós stratégia alapja az adathiba és az átlagos becslési hiba együttes minimuma. Az együtthatók számát akkor lehetséges továbbnövelni az inverzióban, ha újabb geofizikai adatokat vonunk be az inverzióba, vagy a mélységre és/vagy fizikai paraméterekre a priori ismereteket tudunk beépíteni. 1.5D INVERZIÓ EREDMÉNYE A MODELLSZÉLESSÉG NÖVEKEDÉSÉVEL 29 SCHLUMBERGER VESZ ÁLLOMÁS AB/=1.6-5m Együtthatók száma: h1=3, h2=29, RO1=1, RO2=1, RO3=1 RO1=1 ohmm RO2=5 ohmm RO3=2 ohmm adat távolság=2.5(%) modell távolság=11.4(%) RO1-4 -8 RO2 2 6-2 RO3-24 7.5 15 22.5 3 37.5 45 52.5 6 67.5 adat távolság=2.2(%) modell távolság=1.(%) 8 9 111121314 adat távolság=1.9(%) modell távolság=5.1(%) -4-8 2 6-2 -24 3 6 9 121518212427333363942 adat távolság=1.9(%) modell távolság=2.5(%) 12 24 36 48 6 72 84 adat távolság=1.8(%) modell távolság=1.7(%) -4-8 2 6-2 -24 18 36 54 72 9 18 126 144 162 adat távolság=1.8(%) modell távolság=1.5(%) 3 6 9 12 15 18 21 24 27 4.5 5 5.5 9.5 1 1.5 19 2 21 ohmm 1.ábra

1.5D FÜGGVÉNYINVERZIÓ EREDMÉNYE A MODELLSZÉLESSÉG VÁLTOZÁSÁNAK HATÁSÁRA MODELLHIBA+2% GAUSS ZAJ adat távolság modell távolság 2D MODELL 1 relativ távolság(%) 1D-2D ÁTMENET 1D MODELL 1 1 1 1 relatv modellszélesség 2.ábra

KOMBINÁLT FÜGGVÉNYINVERZIÓ EREDMÉNYE 29 VESZ ÁLLOMÁS AB/2=1.6(m) GAUSS ZAJ=(%) együtthatók száma:h1=3,h2=29, RO1=1, RO2=1, RO=1 1.5D INVERZIÓ 35.iteráció RO1 RO2 7 RO3 Szelvény menti távolság(m) RO1=1(ohmm) RO2= 5(ohmm) RO1=2(ohmm) 36.iteráció 2D INVERZIÓ 42.iteráció 7 Szelvény menti távolság(m) 7 Szelvény menti távolság(m) 49.iteráció 55.iteráció 7 Szelvény menti távolság(m) 7 Szelvény menti távolság(m) 4.8 5 5.2 9.8 1 1.2 19 2 21 ohmm 3.ábra

KOMBINÁLT FÜGGVÉNYINVERZIÓ EREDMÉNYE 29 VESZ ÁLLOMÁS AB/2=1.6(m) GAUSS ZAJ=2(%) együtthatók száma:h1=3,h2=, RO1=1, RO2=1, RO=1 RO1=1(ohmm) RO2= 5(ohmm) RO1=2(ohmm) 7 RO1 RO2 RO3 3 7 5 7 7 7 OPTIMÁLIS EGYÜTTHATÓ SZÁM 9 7 11 7 13 7 15 7 17 Szelvény menti távolság(m) Szelvény menti távolság(m) 4.5 5 5.5 9.5 1 1.5 19 2 21 ohmm 4.a ábra

KOMBINÁLT FÜGGVÉNYINVERZIÓ EREDMÉNYE 29 VESZ ÁLLOMÁS AB/2=1.6(m) GAUSS ZAJ=2(%) együtthatók száma:h1=3,h2=, RO1=1, RO2=1, RO=1 RO1=1(ohmm) RO2= 5(ohmm) RO1=2(ohmm) 7 RO1 RO2 19 7 21 RO3 7 23 7 25 7 7 27 29 4.5 5 5.5 9.5 1 1.5 19 2 21 ohmm 4.b ábra

Optimális együttható száma 6 5 átlagos becslési hiba adat távolság modell távolság relatív távolságok(%) 4 3 2 1 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 21 22 23 24 25 26 27 28 h2 együtthatók száma 5.ábra

A MODELLTÁVOLSÁG ÉS ÁTLAGOS BECSLÉSI HIBA KORRELÁCIÓJA 2D FÜGVÉNYINVERZIÓ ESETÉN 1. 9. 8. 7. átlagos becslési hiba(%) 6. 5. 4. 3. r=.98 2. 1... 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 1. modell távolság(%) 6.ábra

KOMBINÁLT FÜGGVÉNYINVERZIÓ EREDMÉNYE 16 SCLUMBERGER VESZ ÁLLOMÁS AB/2=3.2-2(m) GAUSS ZAJ=2(%) együtthatók száma:h1=3,h2= 3, RO1=3, RO2=, RO=3 RO1=1(ohmm) RO2= 5(ohmm) RO3=1(ohmm) Mélység (m) adat távolság=2.3 (%) átlagos becslési hiba=25.1(%) adat távolság=2.9 (%) átlagos becslési hiba=22.4(%) 5 RO1 5 optimális együttható szám -3-3 RO2 7-45 -45 9-6 RO3-6 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 22 24 26 28 3 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 22 24 26 28 3 Mélység (m) adat távolság=2.9 (%) adat távolság=2.9 (%) átlagos becslési hiba=24.(%) átlagos becslési hiba=26.1(%) 5 5-3 -3 11-45 -45 13-6 -6 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 22 24 26 28 3 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 22 24 26 28 3 Mélység (m) adat távolság=2.9 (%) átlagos becslési hiba=37.5(%) 5-3 15-45 -6 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 22 24 26 28 3 Szelvénymenti távolság (m) 7.ábra A 8. és 9. ábrák hulladéklerakón mért VESZ szondázási adatok kombinált inverziós eredményét mutatják be. Az 1.5D inverzióban adódó átlagos becslési hibák nagy része az első kisvastagságú rétegből adódik. A 2D inverzióban az átlagos becslési hiba jelentősen lecsökken. Érdemes megemlíteni még a korrelációs norma jelentős csökkenését a 2D inverzióban. Az inverziós eredmények közül kiemeljük még a különböző mérési adatok együttes inverzióját, amelyet a 1. ábra szemléltet. A modellt a Geophysics-ben megjelent egyik publikációból vettük át. A modellre a hasábok figyelembevételével szintetikus adatokat számítottunk véges differencia programmal, majd együttes kombinált 2.5D inverziós módszerrel végeztük a kiértékelést. A vizsgálat célja egyben annak bemutatása is, hogy blokkos szerkezetekre is jól alkalmazható a függvényinverzió. (A 2.5D elnevezés hasonlóan az 1.5D-hez, az alacsonyabb dimenziójú előremodellezésre utal.)

TEREPI SCHLUMBERGER VESZ ADATOK A KOMBINÁLT FÜGGVÉNY INVERZIÓHOZ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ROa(ohmm) 1 1 1 1 1 AB/2 (m) 8.ábra

TEREPI SCHLUMBERGER VESZ KOMBINÁLT 2D INVERZIÓ EREDMÉNYE együtthatók szám h1=9, h2=9, h3=9, RO1=9, RO2=9, RO3=1, RO4=1 adat távolság=3.9(%) -2-3 1.5D INVERZIÓ átlagos becslési hiba=15(%) korr.norma=.464 1 2 3 4 5 6 7 8 9 H U L L A D É K K A V I C S A G Y A G -4 2 4 6 8 1 12 14 16 K A V I C S adat távolság=2.4(%) 2D INVERZIÓ átlagos becslési hiba=16.2(%) korr.norma=.269 1 2 3 4 5 6 7 8 9-2 -3-4 2 4 6 8 1 12 14 16 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 ohmm 9.ábra

2.5D FÜGGVÉNYINVERZIÓ ERDMÉNYE 3D -VEL KOMBINÁLT 2D MODELL ESETÉN A 2ohmm-es 3D HASÁBOK HOSSZÚSÁGA MERÕLEGESEN MINTEGY 2(m) FÉLSCHLUMBERGER(AMN.NMB) VESZ 29 ÁLLOMÁS AB/2= 6.3-2 (m) DÕLÉS IRÁNYBAN FOURIER SORFEJTÉSSEL,EGYÜTTHATÓK SZÁMA : 211/29 adattávolság=3.4 (%) átlagos becslési hiba=36.9(%) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 21 22 23 24 25 26 27 28 29-2 3D 5ohmm 2D 2ohmm 3D 2ohmm -4-6 3D 2ohmm -8 3D 1ohmm 2 5 1 15 2 25 3 35 4 45 5 55 6 65 7 Szelvénymenti távolság(m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 ohmm 1.ábra Az inverziós módszerfejlesztés eredményeiről folyamatban (kéziratban) van két további publikáció nemzetközi szaklapban (ezek ábrái már el is készültek). Arra számítunk, hogy új eredményeink jelentős nemzetközi visszhangra találnak. 2. Hulladéklerakó aljzatszigetelési vizsgálatok A világszerte egyre szigorodó környezetvédelmi előírásoknak megfelelően új hulladék lerakók építésére már csak úgy adható engedély, ha a beszállítani kívánt hulladékok veszélyességének megfelelően aljzatszigetelési rendszert építenek ki. Az aljzatszigetelési rendszer egyik fontos eleme a HDPE fólia, mely a hulladéktestből a földtani befogadó közeg irányába áramló csurgalékvíz visszatartására szolgál. Az aljzatszigetelési rendszer kiépítése során és a hulladéklerakók üzemeltetése közben a fólia felületén hibák keletkezhetnek, melynek következménye, hogy a hulladéklerakó környezetében a talajvíz, esetleg rétegvizek elszennyeződhetnek. A biztonságos üzemeltetés feltétele az ellenőrzés. Ennek egyik eszköze lehet a geoelektromos geofizikai vizsgálat, melynek nagy előnye a fúrásos és egyéb in-situ vizsgálati módszerekkel szemben, hogy a már behordott hulladékok és a kiépített aljzatszigetelési rendszer nem kerül megbontásra.

A hazai és nemzetközi gyakorlatban az utóbbi években épült kommunális és veszélyes hulladéklerakók HDPE fólia szigetelési vizsgálatait, a kiépítéskor előre beépített elektróda rendszerrel vizsgálják. Ezen háló szerűen elrendezett elektródák általában a szigetelő fólia alatt vannak elhelyezve, mérés köztük a hulladéklerakó szélére kivezetett kábelközpontból valósítható meg. Sajnos, ha hulladékbehordás során valamilyen baleset, vagy a nem megfelelő kiépítés miatt a kábelek elszakadnak, akkor azon a területen mérés csak a kábelek kiásásával valósítható meg, ami az oda hordott hulladékok elszállításával és a szigetelő rendszer szétvágásával érhető el. A gyakorlatban ezt a megoldást csak kivételes esetben alkalmazzák, hogy elkerüljék a másodlagos környezetszennyezést. Vannak olyan korszerűnek mondható hulladéklerakók ahol, a szigetelő rendszert elkészítették, de előre beépített geoelektromos mérőrendszert nem építettek be. Ilyen esetekben, illetve valamilyen hiba miatt működésképtelen mérőrendszerrel üzemelő hulladéklerakók ellenőrzésénél alkalmazható az a hulladékfelszínről történő geofizikai mérési eljárás, melynek kidolgozása ezen OTKA tárgya volt Az új mérési és kiértékelési eljárás lényege, hogy előre beépített mérési rendszer nélkül, a hulladéklerakó felszínéről végezhető el a hulladéktest alatt elhelyezkedő HDPE fólia integritásának vizsgálata (11. ábra). 11. ábra A vizsgálatokat Miskolci Egyetem Geofizikai Tanszékének programkönyvtárában található konjugát gradiens módszert felhasználó 3-D FD (véges differencia) előremodellező program segítségével végeztük. A szigetelésminősítés, a felszíni térképező geoelektromos előremodellezések elvégzése után, a Geofizikai Tanszék által évtizedek óta fejlesztett geofizikai mérési és inverziós kiértékelési módszerek alkalmazásával együtt értelmezhetők. 3-D véges differencia előremodellezés A rendelkezésre álló 3-D FD előremodellező program tetszőleges keresztmetszetű, háromdimenziós, inhomogén, bármilyen fajlagos ellenállású és geometriájú- hulladék lerakó vizsgálatát teszi lehetővé. A tetszőleges kifejezés alatt, a hulladéklerakókba behordott anyagok gyakor-

latában tapasztalható átlagos fizikai tulajdonságai értendők. A véges differencia előremodellező alapprogramot Klaus Spitzer intézetigazgató fejlesztette a freibergi Bányászati Akadémia Geofizikai Intézetében. Mivel a program forrásnyelvű változatát is megkaptuk, a szükséges fejlesztéseket ill. változtatásokat a vizsgálatunkhoz elvégeztük. A programban az x, y horizontális irányokban elhelyezhető rácselemek maximális száma 73, a z vertikális irányú rácselemeké 39, amelyeket szükség esetén tovább tudunk növelni. A program segítségével rácsfüggetlen elektróda helyzetek valósíthatók meg (adó és vevő elektródák). A potenciálértékek az x, y, z tér tetszőleges rácspontjaiban olvashatók ki. Ez azt jelenti, hogy bármilyen térbeli vizsgálatokat el tudtunk végezni, mivel a program végeredményként, a beállításoknál aktuálisan kialakított elektróda elrendezés által gerjesztett térben előálló potenciál értékeket határoz meg. Az irodalmi ismereteink alapján, valamint néhány tesztszámítás alapján részletes előremodellezési vizsgálatokat két elektródás (pole- pole), és fókuszált elektróda elrendezések segítségével végeztünk. A későbbiekben ezen vizsgálatokat kiegészítjük vonalelektródás rendszerek vizsgálatával is. A két elektródás eset példájaként bemutatatott ábrákon, a forrás elektróda (X=-4; Y=; Z=) pontban volt elhelyezve. A másik forrás és vevő elektróda a kvázi végtelenben (X=-6; Y=-6; Y=) helyezkedett el. Az ábrákon két alapmodellre vonatkozó eredményeket láthatók: a. A szakadásmentes modellnek 2*2 m-es belső hulladéklerakó terület felelt meg, amiben 5m vastag, 5 ohmm látszólagos fajlagos ellenállású hulladék réteggel számítottunk. Ez a hulladékvastagság átlagosnak tekinthető egy használatban lévő hulladéklerakónál. Az FD előremodellező programmal történő vizsgálatokban ezt a rétegparamétert csökkenteni és növelni is lehetséges (szükséges). A hulladékok alatt 1 ohmm látszólagos fajlagos ellenállású,,szennyezetlen altalajt modelleztünk, melyet egy 5. ohmm-es szigetelőréteg (fólia) választ el a fölötte elhelyezkedő hulladékoktól (12. ábra). 12. ábra

b. Aljzatszigetelési hibát tartalmazó modell a sérülésmentes modelltől annyiban különbözik, hogy az 5. ohmm-es szigetelő rétegben, az önkényesen használt koordináta rendszer, pontjában egy szigetelési hiba található, aminek mérete 2 m*,4 m (13. ábra). 13. ábra A szakadásmentes és a szakadást tartalmazó potenciálértékek egymásra normált értékeiből számított eloszlás térképet a 14. ábra mutatja be. A potenciál-eloszlás térképen jól látható, hogy a középpontban elhelyezett szakadásnál jelentős eltérés adódik a területre jellemző potenciáleloszláshoz képest. A valódi esetekben a fóliaszigetelés elektromos fajlagos ellenállása az itt felvett (5 ohmm)-hez képest 2-3 nagyságrenddel is nagyobb lehet. A jelentésben nem közölt számítások szerint ezekben az esetekben arányosan megnövekszik a szakadásnál jelentkező anomália. 14. ábra A szakadás jobb kimutathatósága érdekében a méréssel végrehajtott speciális deriválási transzformációval adódik a 15. ábrán bemutatott potenciálkülönbség eloszlása. A szakadás X= - 6 Y = Z= rácspont környezetében található, mérete 2 m*,4 m. Az ábrán két, a szakadásra

szimmetrikusan elhelyezkedő anomália jelentkezik. A +3 és -6% -os anomália közötti távolság felező pontja jelöli ebben a speciális derivált elrendezésben a szakadás helyét. Az ábra alapján megállapítható, hogy ezzel a derivált konfigurációval jelentősen javul a szakadás kimutathatósága. 15. ábra A 16. ábrán speciális fókuszált elektróda elrendezés által keltett potenciál eloszlás figyelhető meg. A szakadás középpontja az X=-4 Y= Z= rácspont. Az ábrán látható,hogy a szakadás közvetlen környezetében 3 és -3%-os anomáliapár található. A két anomália közötti szakasz felezési pontja mutatja a szakadás helyét. 16. ábra

A kiragadott 3 potenciál-eloszlást tartalmazó példákon a 3D FD program segítségével kapott eredmények láthatók. A 2-féle elektródakonfigurációval (két elektródás, fókuszált) és egy speciális deriválási transzformációval kapott felszíni potenciál-eloszlás térképek azt mutatják, hogy a geoelektromos szempontból a környezetétől szigetelő fóliával elhatárolt hulladék lerakók aljzatszigetelési hibái jól elkülöníthetőek a lerakó felett mérhető potenciál eloszlás alapján. Bemutatjuk még a potenciál eloszlás térképből számított látszólagos fajlagos ellenállás térképet (17. ábra). A szakadás az ábra középpontjában helyezkedik el. Az izovonalak eloszlásában észrevehető zavar nem figyelhető meg. Azért, hogy a szakadás helye kimutatható legyen, deriválási transzformációt hajtottam végre a potenciál eloszlási adatokon. Majd a transzformáció segítségével kapott adatokból számított fajlagos ellenállás eloszlás térképet számítottunk. Ezt a 18. ábra mutatja. 17. ábra 18. ábra

A bemutatott ábrák alapján megállapítható, hogy egy 5 m-es átlagos hulladékkal való borítottság esetén, az aljzatszigetelésen előforduló szigetelési hiba eredményesen kimutatható ezekkel a geoelektromos mérésekkel. Az alkalmazott két elektródás és fókuszált elektróda elrendezés a szigeteléssel lehatárolt modellre vonatkozó paraméter-érzékenység és az árambehatolási képessége miatt, jól használható szakadási hely/ek felkutatására. A mérés során megvalósítható deriválási transzformáció segítségével, javítható a két elektródás elrendezés szakadás kimutató képessége. Az eredmények összefoglalása a teljesítésről egy külön pontban található. Ugyanez vonatkozik a kutatással kapcsolatban megjelent publikációkra.